المعالج انه الجزء الاهم والرئسي والعقل المدبر في الحاسب هذه القطعة المربعة الشكل التي يخرج من أسفلها عدد من الابر (pins) التي تسمح للمعالج بالاتصال مع المقبس (socket) على اللوحة الام (montherboard) ويتكون من ملايين الترانزستورات المجموعة في شريحة صغيرة جدا من السليكون اذن تعالوا نتعرف على البنية الداخلية لهذا العقل الصغير الحجم الكبير العمل .
يتكون المعالج من عدة وحدات :
المكونات الرئيسية للمعالج
وحدة الإدخال والإخراج
وحدة التحكم .
وحدة الحساب والمنطق : وتتقسم لـ 1- وحدة الفاصلة العائمة و 2- وحدة الأعداد الصحيحة
3- المسجلات
الذاكرة المخبئية
1- وحدة الإدخال والإخراج :
وحدة الإدخال والإخراج تتحكم بتسيير المعلومات من وإلى المعالج ، وهذا الجزء يقوم بطلب البيانات والتنسيق مع الذاكرة العشوائية في تسيير البيانات ، لليس لها تأثير في أداء المعالج لأن كل معالج مزود بوحدة الإدخال والإخراج التي تناسبه وليس بإمكانك ترقية أو تعديل هذه الوحدة بل هي جزء لا يتجزأ من وحدة المعالجة المركزية نفسها .
الشئ الذي يجعل وحد الإدخال والإخراج مهمة هي احتوائها على الذاكرة المخبئية من المستوى الأول (L1) .
وحدة التحكم ( cu = control unit )
هي وحد ة التحكم الرئسية وهي الجزء الاهم فيه هذه الوحدة هي المتحكمة في عمل المعالج و المسؤولة عن التحكم بمسير البيانات داخل المعالج وتنسيق تبادلها بين أجزاء المعالج الداخلية عملها وكيفية عملها وفي أي وقت تعمل كما أنها جزء موجود في كل المعالجات ولا يمكن تطويره .
وحدة الحساب والمنطق (alu = arithmetic and logic unit)
وهي الوحدة التي تعمل فيها العمليات الحسابية ( الجمع ، الضرب ، الضرب ، القسمة ) والعمليات المنطقية (و ، أو، or and ....)
١- وحدة حساب النقطة العائمة (fpu =floating point unit ): وتعني النقطة العائمة نقطة الكسر اي الاعداد التي تحوي الفاصلة عشرية تستخدم هذه الوحدة من قبل البرامج التي تعتمد على هذا النوع من العمليات الحسابية مثل الالعاب الثلاثية الابعاد وبرامج التصميم الهندسي مثل autocad ، أصبحت هذه الوحدة مهمة جدا في أيامنا هذه نظرا لان الالعاب الحديثة تعتمد في سرعتها على هذه الوحدة .
٢- وحدة اعداد صحيحة : تقوم بمعالجة العمليات الحسابية التي تتكون من أعداد صحيحة لا تحتوي على فاصلة عشرية ، تستخدم هذه العمليات في التطبيقات الثنائية الابعاد مثل word ,powerpoint ومعظم البرامج التي نستخدمها ، أي أن هذه الوحدة تستخدم من قبل التطبيقات الثنائية الابعاد ، لذلك هي مهمة جدا لان معظم البرامج التي نستخدمها تعتمد على هذه الوحدة.
٣- المسجلات
وهي عبارة عن ذواكر صغيرة جدا وسريعة جدا وتعتبر أسرع ذواكر في الحاسب الشخصي وتخزن فيها البيانات المستخدمة في وحدة الحساب والمنطق فالمعالج لا يمكنه عمل أي عملية حسابية إلا بعد أن يجلب الأرقام المراد إجراء العمليات عليها إلى المسجلات .
المسجلات ذواكر مؤقتة (ram) الشئ الذي يجعل منها سريعة أي أنها لا تحتاج الى معدل انعاش بمعنى اعادة تقوية الاشارة الكهربائية التي في حالتنا ' البيانات '، والا فإن الذاكرة ستفقد محتوياتها ، وهذه العملية تبطىء الذاكرة.
الذاكرة المخبئية (cache)
الذاكرة المخبئية هي ذاكرة صغيرة تشبه الذاكرة العشوائية إلا أنها أسرع منها وأصغر وتوضع على ناقل النظام بين المعالج والذاكرة العشوائية والسبب أن الذكرة العشوائية تعتبر بطيئة بالنسبة للمعالج مما ينعكس على الاداء لذلك كان الاعتماد الذواكر المخبئية من جهة ومن جهة أخرى أن المعالج يقوم بطلب نفس المعلومات أكثر من مرة في أوقات متقاربة فتقوم الذاكرة المخبئية بتخزين المعالومات الأكثر طلباً من المعالج مما يجعلها في متناول المعالج بسرعة حين طلبها فعندما يريد المعالج بيانات أو التعليمات فإنه يبحث في ذاكرة L1 فإن نجح في إيجادها يسمى "cache hit"
فإن لم يجده يسمى "cache miss" ثم بحث عنها في L2 ثم L3 فإن لم يجدها جلبها من الذاكرة العشوائية جميع معالجات الجيل الرابع وما بعده معالجات الجيل الخامس وما بعده تحتوي على الذاكرة المخبئية ماعدا معالجات سيليرون الأصلية معالجات AMD الحديثة فقط
هناك ثلاث مستويات من الذاكرة المخبئية
ذاكرة المستوى الأول L1 تنقسم الى قسمين قسم للقرائة فقط وقسم يقبل الكتابة عليه وكلما زادت هذه الذاكرة كلما زاد أداءء المعالج لكنها غالية السعر وتكون بحجم صغير في المعالج 64 - 8 كيلوبايت وتسخدم لتخزين العمليات المتكررة وهي أسرعهم وتوجد داخل المعالج .
ذاكرة المستوى الثاني L2 تكون هذه ذاكرة أكبر من ذاكرة المستوى الاول لكن أبطأ منها وتكمن وضيفتها في تسريع عملية تدفق التعليمات ما بين المعالج و الذاكرة وبذلك يكون ترددها مساويا لتردد المعالج وغالبا ما تكون مابين 2048-256 كيلوبايت وتوجد داخل المعالج أو على اللوحة الأم .
ذاكرة المستوى الثالث L3 لاتختلف عن وظيفة ذاكرة L2 لكنها تتميز بحجمها الكبير 8-1 وهي أقل منها من حيث السرعة و السعر وتقوم بسد الفجوة ما بين الذاكرة L2 و الذاكرة الرئيسية وتوجد على اللوحة الأم .
ناقل الجانب الخلفي (BSB = Backside Bus)
وهو ناقل التعليمات مابين المعالج والذاكرة المخبئية من المستوى الثاني
ناقل الجانب الامامي (FSB =frontside Bus)
وهو ناقل التعليمات مابين المعالج والذاكرة الرئيسية وكلما زاد تردد الناقل الامامي زاد أداء المعالج
في معالجات AMD من جيل 64 بت بدأت شركة الاعتماد على تقنية HyperTransport وهي بديل عن الناقل الامامي FSB ويقاس أدائها بكمية البيانات المتدفقة في الثانية .
